自动驾驶飞行器的普及的巨大障碍：连通性问题

2020-10-09 11:25

不同的挑战

有些人指出，无人机连接问题的明显解决方案是利用蜂窝网络，因为它们已经在全国范围内就绪，可以为人类提供广域，高质量和安全的连接。5G已经开始为许多用户提供更可靠，低延迟和高吞吐量的蜂窝通信。因此，这可能只是解决新兴的航空器连接问题的解决方案。但是，自主空中作战对满足容量，覆盖范围，成本，用户数据速率和等待时间的要求提出了完全不同的挑战。

蜂窝网络基础架构的局限性

当前的蜂窝网络基础架构和协议旨在支持地面用户。天线和信道模型专为二维地面覆盖而设计，无法适应始终移动的用户的3D空间。上行链路／下行链路带宽分配已针对人类使用进行了优化，这意味着分配的物理带宽和算法旨在支持更高的下载速度。由于海拔高度的原因，具有大量基站的视线通道的可能性很高，会导致干扰和关联问题。

飞行高度为100英尺的无人机可以轻松地从密集城市环境中的100多个地面基站获取下行链路信号。它从许多基站接收大量的弱信号。这与蜂窝网络和当前协议的设计方式正好相反。

无人飞行器还会对这些地面基站造成干扰，这意味着单个信道被阻塞在近100个小区中，甚至无法为地面用户提供服务。由于这些原因，当前的蜂窝网络无法充分支持任何飞行器，垂直起降（VTOL）飞机或客运无人机。这些网络需要发展，以支持自主的空中作战。Uber和Ehang等公司已经开始使用现有基础设施测试其飞行器。但是，如果不是从头开始构建，则基础结构至少需要进行一些重大升级。

连接性要求

5G和无人机建立在现有5G规范基础上的用于自主空中操作的协议栈，可以使数以百万计的不断移动和连接的设备不断交换信息。新的无线网络将为高速行驶的车辆提供超可靠，低延迟，高吞吐量的通信。

自治世界中的车辆将在许多不同的位置和条件下运行无数类型的应用程序。每辆车都是唯一的，因此它们的连通性要求也将是唯一的。这要求非常灵活的网络设置，这些设置将相应地进行调整以不断满足这些要求。内置的功能可将关键且对时间敏感的操作的计算委派给设备边缘和云边缘，这将有助于优化负载并极大地提高整体网络性能和经济性。

新的无线网络

这种新的蜂窝通信网络将为无人机和飞行器提供无缝连接和无限范围的通信，并确保所有数据都可以从任何位置收发给相关方。促进更大的数据交换将提供广泛的云计算功能，从而使无人机可以通过数据处理和管理服务在云上进行扩展。这些服务的一些示例可以是UTM，基于AI的数据分析和无线软件更新等。

传统上，蜂窝通信网络被认为是一种可以为所有人服务的大型架构。但是，自动驾驶车辆，无人机和机器人技术的进步通常迫使电信基础设施的本质发生了变化。尽管人们对物联网的连接给予了极大的关注，但数据密集型车辆的连接却是最近才出现的现象。当我们认为在不久的将来会增加数百万辆自动驾驶汽车时，需要对电信基础设施的统一方法进行迭代。因此，部署针对特定需求量身定制的分区网络可能是解决方案。的确，这些发展可能意味着下一代电信公司可能是专门为自治世界服务的公司。

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